Анализ схемы структурной

Постановка задачи

В данном курсовом проекте мне необходимо рассмотреть методы и регулировки входного катодного повторителя осциллографа С1-64. Также нужно рассмотреть структурную схему данного прибора, а также работу схемы электрической принципиальной. Следует уделить внимание технике безопасности при выполнении настройки и регулировки осциллографа С1-64.

 

Описания устройства

Основное предназначение осциллографа — зобразить форму измеряемого электрического сигнала (его напряжения), и он становится относительно простым в использовании прибором уже после первого с ним знакомства (хотя куча всяких ручек и кнопочек на нем может вогнать в ступор кого угодно). Фактически, осциллограф рисует нам двухмерный график зависимости напряжения от времени, где по горизонтальной оси X мы наблюдаем время, по вертикальной Y — напряжение. Или как еще говорят, осциллограф делает временную развертку сигнала. Интенсивность (или яркость) сигнала на дисплее можно представить в виде третьей оси Z. Осциллографы, использующиеся в современном оборудовании, позволяют получать сигнал от гигагерцовой частоты.

Рисунок 1 – внешний вид осциллографа С1-64.

 

Осциллограф С1-64 обладает следующими техническими характеристики:

· Число каналов 2;

· Полоса пропускания 0-50 МГц;

· Диапазон измеряемых напряжений 28 мВ-140 В;

· Диапазон измеряемых интервалов времени 0,4 мкс-0,2 с;

· Время нарастания ПХ 8-9 нс;

· Погрешность измерения амплитуды сигнала не более 5%;

· Погрешность измерения интервалов времени не более 5%;

· Выброс на ПХ не более 3%;

· Ширина линии луча 0,8мм.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Параметры канала Y:

· Чувствительность каналов 1 и 2 мВ/дел-10 В/дел;

· Входное сопротивление канала 1 Мом;

· Входная емкость канала 25 пФ.

 

Параметры канала X:

· Длительность развертки минимальная 0,1 мкс/дел;

· Длительность развертки максимальная 1 сек/дел;

· Амплитуда сигналов внешней синхронизации 0,2 – 20 В;

· Диапазон частот внешней синхронизации 3 Гц – 50 МГц;

· Входное сопротивление внешней синхронизации 1 МОм.

 

Параметры канала Z:

· Диапазон частот канала 1 Гц – 50 МГц;

· Диапазон входных напряжений 5 – 25 В;

· Входное сопротивление канала 1 МОм.

 

Параметры калибровки:

· Частота сигнала калибровки меандр 2 МГц;

· Напряжение сигнала калибровки 10 В;

· Питание 220 В, 50 Гц; 115 В, 400 Гц;

· Потребляемая мощность 150 ВА;

· Габариты 354х220х500 мм;

· Масса 19 кг.

 

 

Законодателями на рынке осциллографов долгое время были американцы. Основатели фирмы Tektronix, Говард Вольюм и Джек Мердок, изобрели систему синхронизации, позволяющую получить на экране устойчивую картинку, также они впервые наложили на экран калиброванную сетку, благодаря чему осциллограф стал полноценным измерительным прибором. Поэтому не удивительно, что именно Tektronix оказалась одним из ведущих мировых производителей осциллографов. В 60-х годах заметным игроком стала фирма Hewlett-Packard, но к 70-м годам Tektronix вновь вырвалась вперед. Так, в 70-е годы на 70% всех производимых в мире осциллографов стояла эмблема Tektronix. Другие производители оказались в роли догоняющих, копируя удачные технические решения. Разработчики осциллографов в СССР, конечно, исключением не были.
Первой моделью разработки львовского ЛНИРТИ по тематике портативных осциллографов был С1-35 (1965-1966 годы) - копия Tektronix 321 (выпускался с 1960 до 1972 год с модификациями; один из первых в мире портативных транзисторных осциллографов). Копия получилась достаточно качественная, параметры (в т.ч. полоса 5 МГц) повторяли оригинал. Конструктив был аналогичный, как и всякие особенности, включая возможность работы от низковольтового источника постоянно тока (батарей). Правда, по дизайну C1-35 уступал Tektronix 321. Кстати, около 1972 года вместо С1-35 стали выпускать С1-49 с практически такими же параметрами и в таком же корпусе.

Так вот, в СССР не могли пройти мимо очень удачной модели, каковой оказался Tektronix 453, и ЛНИРТИ взялся за его воспроизведение. Модель получила обозначение С1-64. Конструктив был повторен практически один в один - та же рама с быстросъемными крышками, закрывающий переднюю панель кожух на защелках, пропорции экрана, ручка для переноски с фиксированными положениями, дизайн органов управления, регулировки на правой боковой стенке. Даже цвет был такой же, серовато-синий! Схемотехника также была скопирована, включая входные каскады на нувисторах. Также в наличии был и вентилятор на задней стенке. Характеристики, правда, получились чуть хуже - полоса 40 МГц, масса 19 кг, потребляемая мощность 150 Вт (у оригинала 52.5 МГц, 13.2 кг и 100 Вт соответственно). Хотя, как говорят, реальные характеристики оказывались существенно лучше, так как указанные в ТТХ параметры были даны с большим запасом. Также наверняка была разница в характеристиках между приборами с обычной гражданской и военной приемкой. По крайней мере некоторые экземпляры имели реальную полосу более 100 МГц.

 

Электрическая часть

Анализ схемы структурной

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Универсальный осциллограф С1-64 предназначен для одновременного исследования формы двух электрических сигналов путем визуального наблюдения и измерения их временных и амплитудных значений. Структурная схема содержит следующие узлы (рис 2).

· Осциллографический индикатор – электроннолучевая трубка (ЭЛТ);

· Входной аттенюатор канала 1;

· Предусилитель канала 1;

· Входной аттенюатор канала 2

· Предусилитель канала 2;

· Двойной коммутатор;

· Усилитель вертикального отклонения от линей задержки;

· Коммутирующий мультивибратор;

· Предусилитель синхронизации;

· Схема синхронизации А;

· Схема развертки А;

· Усилитель подсвета;

· Схема однократного запуска развертки А;

· Схема синхронизации Б;

· Схема развертки Б;

· Схема подсвета Б;

· Компаратор задержки;

· Усилитель горизонтального отклонения;

· Усилитель «Z»;

· Схема питания ЭЛТ;

 

Рисунок 2 - Структурная схема осциллографа C1-64.

 

·

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Блок питания;

· Калибратор амплитуды и длительности.

Для измерения амплитуд принят метод отсчета по градуированной шкале на экране ЭЛТ. Для измерения временных интервалов можно использовать два метода: измерение временных интервалов по калиброванной длине развертки и измерение переменных интервалов при помощи калиброванной задержки развертки.

Электронно-лучевая трубка служит для визуального наблюдения исследуемых электрических процессов. Исследуемые сигналы подаются на гнезда «ВХОД» канала 1 и канала 2. При помощи входных аттенюаторов, которые представляют собой компенсированные детали напряжения, выбирают величину сигнала, удобную для наблюдения и исследования на экране ЭЛТ. Исследуемый сигнал поступает на вход усилителя вертикального отклонения, который усиливает сигнал до необходимой величины перед поступлением сигнала на вертикально-отклоняющие пластины. Вначале исследуемы сигнал усиливается предусилителем каждого канала и поступает на диодный коммутатор.

Работой диодного коммутатора управляет коммутирующий мультивибратор. Коммутирующий мультивибратор через диодный коммутатор может обеспечить пять режимов работы каналов вертикального отклонения.

Режим работы каналов:

- «1.». В этом режиме диодный коммутатор проходит сигнал с предусилителя канала 1 и поступает на усилитель вертикального отклонения;

- «2.». В этом положении через диодный коммутатор проходит сигнал с предусилителя канала 2 и поступает на усилитель вертикального отклонения;

- «ПРЕР». В этом режиме на канал ЭЛТ можно наблюдать одновременно два электрических процесса. Двухканальный режим получается за счет попеременного подключения предусилителей каналов 1 и 2 к усилителю вертикального отклонения при помощи диодного коммутатора. Переключение производится во время прямого хода с частотой 500 кГц. Коммутирующий мультивибратор при этом работает в автоколебательном режиме;

- «ПООЧЕР.». В этом режиме на экране ЭЛТ можно наблюдать одновременно два электрических процесса за счет поочередного подключения предусилителя каналов 1 и 2 к усилителю вертикального отклонения при помощи диодного коммутатора. Коммутация каналов производится через один прямой ход развертки, то есть в течении первого прямого хода развертки

-

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

сигнал поступает на канал 1, а в течении следующего прямого хода развертки сигнал поступает на канал 2 и т, д. Коммутирующий мультивибратор при этом работает в ждущем режиме с запуском во время обратного хода развертки А;

- «1±2». В этом режиме на экране ЭТЛ можно наблюдать алгебраическую сумму сигналов канала 1 и канала 2 одновременно.

Чтобы имелась возможность наблюдать как суммы, так разности сигналов канала 1 и канала 2 независимо от начальных фаз сигналов, в предусилители канала 2 имеется возможность инвертировать фазу исследуемого сигнала.

Наличие в двухканальном режиме коммутации каналов с частотой 500 кГц во время прямого хода развертки поочередно через каждый прямой ход